Характеристика вод по видам их использования

Вода используется для питья, хозяйственно-бытовых целей промышленного производства, транспорта и сельскохозяйственного хозяйства.

Основным показателем, который определяет пригодность воды для различных целей, является состав и концентрация в ней примесей. Особенные требования выдвигаются к питьевой воде, поскольку от этого зависит здоровье людей.

Качество воды, которое используется в промышленности, в значительной мере определяет эффективность работы предприятий, себестоимость продукции. Широкое развитие химической промышленности требует значительного совершенствования и расширения диапазона методов подготовки воды, поскольку химические производства выдвигают специфические, иногда очень суровые требования к качеству воды.

В зависимости от целевого назначения воды выделяют такие системы водоснабжения:

1. хозяйственно-питьевые, которые обеспечивают также пищевую промышленность;

2. производственные или технические (для технологических процессов производства, охлаждения пароагрегатов, жидких и газообразных продуктов в холодильниках и конденсаторах).

3. сельскохозяйственные;

Хозяйственно-питьевые воды. Физиологическая потребность человека в воде, т. е. количествоводы, потребляемое организмом с питьем и пищей, невелика — от 2,0—2,5 л/сут в условиях холодного климата до 3,5—5,0 л/сут в условиях жаркого климата. Основная масса воды расходуется на различные хозяйственные нужды — приготовление пищи, стирку белья, мытье в ваннах, смыв испражнений в туалетах и т.д.

В современных городах примерно 60 % всей воды идет на удовлетворение личных нужд людей, 30 % расходуется на коммунальных предприятиях и еще 10 % —на поддержание чистоты и пожаротушение. Считается, что в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения города в среднем 15—20% теряется безвозвратно, хотя известны случаи потерь до 30—35 %. Это служит одной из причин подтопления некоторых городов, а также повышенного подземного питания небольших рек.

Для питьевой воды оптимальной считается температура от 8 до 15°С. Вода с более высокой температурой не оказывает освежающего действия на организм человека и плохо утоляет жажду. Вода с более низкой температурой может послужить причиной простудных заболеваний (ангина, грипп, бронхит и др.). Вода должна быть прозрачной (прозрачной воду считают, если через ее слой в 30 см четко читается шрифт Снелена). Мутность воды не должна превышать 1,5 мг/л, что соответствует прозрачности 30 см.

Содержащиеся в воде газы наряду с солями и органикой влияют на ее вкус и запах. При этом кислород (О₂) и углекислый газ (СО₂) даже в значительных количествах не ухудшают качество питьевой воды, но усиливают коррозию металлических труб, котлов, резервуаров и т. д. Питьевая вода не должна содержать сероводород (H₂S) и метан (СН₄), придающих ей неприятный запах и вкус.

Нормы качества, которым должна отвечать питьевая вода установленные стандартом 2874-82 „Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». Он разработан еще в 1982 г. и действует в Украине до этого времени вместе с СанПиН 1996 г. Если вода не отвечает требованиям, ее обрабатывают и доводят до установленных норм. Основные требования к качеству питьевой воды предусматривают определение около 40 показателей.

По микробиологическим показателям питьевая вода должна отвечать таким условиям:

№	Наименование показателей	Норматив
1	общее количество бактерий в 1 мл воды (микробное число)	не более 100 колоний
2	количество бактерий кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс)	не более 3

В декабре 1996 г утвержден СанПиН «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання”.

Гигиенические требования этого СанПиНа включают:

• безопасность в эпидемиологическом отношении,

• безвредность химического состава,

• благоприятные органолептические свойства,

• радиационную безопасность.

Безопасность питьевой воды в эпидемиологическом отношении определяется показателями, которые с достаточно высокой степенью достоверности характеризуют отсутствие в ней опасных для здоровья потребителей бактерий, вирусов и других биологических включений. Эти показатели делятся на две группы:

• микробиологические показатели,

• паразитологические показатели (клетки, цисты – лямблий, криптоспоридий, а в случае сложной эпидемиологической ситуации – дизентерийных амеб, хламидий. Кроме этого – личинки, яйца гельминтов).

Микробиологические показатели безопасности питьевой воды

№	Наименование показателей	Ед.изм.	Норматив
1	Число бактерий в 1 см3 воды (общее микробное число)	колониеобразующие единицы (микроорганизмы)/см3; КОЕ/см3	не более 100
2	Число бактерий группы кишечных палочек в 1 дм3 воды (коли-формных микроорганизмов) (индекс БГКП)	колониеобразующие единицы (микроорганизмы)/дм3; КОЕ/дм3	не более 3
3	Число термостабильных кишечных палочек (фекальных коли-форм – индекс ФК) в 100 см3 воды	колониеобразующие единицы (микроорганизмы)/100см3; КОЕ/100см3	отсутствие
4	Число патогенных микроорганизмов в 1 дм3 воды	колониеобразующие единицы (микроорганизмы)/дм3; КОЕ/дм3	отсутствие
5	Число коли-фагов в 1дм3 воды	Бляшкообразующие единицы/дм3; БОЕ/дм3	отсутствие

Паразитологические показатели безопасности питьевой воды

№	Наименование показателей	Ед.изм.	Норматив
1	Число патогенных кишечных простейших в 25 дм3 воды	(клетки, цисты)/25дм3	отсутствие
2	Число кишечных гельминтов в 25дм3 воды	(клетки, яйца, личинки)/25дм3	отсутствие

По стандарту 2874-82 „Вода питьевая” концентрации химических веществ, которые встречаются в природных водах или добавляются в воду при ее обработке не должны превышать стандартных нормативов, приведенных в табл.

Нормативы концентраций некоторых химических веществ в питьевой воде

Название показателя	Норматив
Алюминий остаточный (Al), мг/л, не более	0,5
Бериллий (Ве), мг/л, не более	0,0002
Молибден (Мо), мг/л, не более	0,25
Арсен (As), мг/л, не более	0,05
Нитраты (NO3-), мг/л, не более	45,0
Полиакриламид остаточный, мг/л, не более	2,0
Свинец (Pb), мг/л, не более	0,03
Селен (Sе), мг/л, не более	0,001
Стронций (Sr), мг/л, не более	7,0
Фтор (F), мг/л, не больше для климатического района И и ІІ	1,5
ІІІ	1,2
ІV	0,7
Водородный показатель, рН	6,0 – 9,0
Железо (Fе), мг/л, не более	0,3
Марганец (Mn), мг/л, не более	0,1
Жесткость общая, ммоль/л	7,0
Медь (Са2+), мг/л, не более	1,0
Полифосфаты остаточные (РО43-), мг/л, не более	3,5
Сульфаты (SО42-), мг/л, не более	500
Сухой остаток, Хлориды (Сl-), мг/л, не более	1000
Хлориды (Сl-), мг/л, не более	350
Цинк (Zn), Хлориды (Сl-), мг/л, не более	5,0

По СанПиНу 1996 г “Вода питна” безопасность химического состава питьевой воды определяется показателями, которые с достаточно высокой достоверностью характеризуют отсутствие в ней опасных для здоровья веществ (компонентов), которые встречаются в природных водах, появляются в воде вследствие загрязнения водоисточников или в процессе водообработки в концентрациях, предельно допустимые значения которых установлены результатами санитарно-токсикологических исследований.

Токсикологические показатели безвредности химического состава питьевой воды

№	Наименование показателей	Ед.изм.	Норматив, не более	Класс опасности
Неорганические компоненты
1	Алюминий	мг/дм3	0,2 (0,5)	2
2	Барий	мг/дм3	0,1	2
3	Мышьяк	мг/дм3	0,01	2
4	Селен	мг/дм3	0,01	2
5	Свинец	мг/дм3	0,01	2
6	Никель	мг/дм3	0,1	3
7	Нитраты	мг/дм3	45,0	3
8	Фтор	мг/дм3	1,5	3
Органические компоненты
1	Тригалогенметаны (ТГМ, сумма)	мг/дм3	0,1	2
	хлороформ	мг/дм3	0,06	2
	дибромхлорметан	мг/дм3	0,01	2
	тетрахлоруглерод	мг/дм3	0,002	2
2	Пестициды (сумма)	мг/дм3	0,0001
Интегральные показатели
1	Окисляемость (KMnO4)	мг/дм3	4,0	-
2	Общий органический углерод	мг/дм3	3,90	-

Кроме того, вода не должна содержать других токсичных компонентов (ртуть, талий, нитриты, цианиды, хром (+6), 1,1-дихлорэтилен, 1,2-дихлорэтан, бенз(а)пирен) в концентрациях, которые определяются стандартными методами исследования.

По стандарту 2874-82 „Вода питьевая” органолептические свойства воды должны отвечать стандартным требованиям, приведенным в табл.

Требования к органолептическим свойствам питьевой воды

Название показателя	Норматив
Запах при 20°С и при нагреве до 60°С, баллы не более	2
Вкус и привкус при 20°С, баллы не более	2
Цветность, градусы не более	20
Мутность по стандартной шкале, мг/л не более	1,5

Содержание солей группы тяжелых металлов, радиоактивных элементов, других вредных веществ, которые не упомянуты выше, должны удовлетворять нормам, установленным Министерством охраны здоровья, а при отсутствии официальных норм определяется им в каждом отдельном случае.

В СанПиНе 1996 г “Вода питна” отмечается, что приятные органолептические свойства питьевой воды определяются совокупностью значений регламентируемых органолептических показателей качества и физико-химических характеристик воды (по содержанию в воде компонентов, влияющих на органолептические показатели).

Органолептические показатель качества питьевой воды

№	Наименование показателей	Ед.изм.	Норматив, не более	Класс опасности
1	Запах	ПР (показатель разбавления – до исчезновения запаза, привкуса)	2	-
2	Мутность	НЕМ (нефелометрические единицы мутности)	0,5 (1,5)	-
3	Цветность	град	20 (35)	-
4	Привкус	ПР	2	-
5	рН	единицы	6,5-8,5	-
6	Минерализация общая (сухой остаток)	мг/дм3	1000 (1500)	-
7	Жесткость общая	мгэкв/дм3	7 (10)	-
8	Сульфаты	мг/дм3	250 (500)	4
9	Хлориды	мг/дм3	250 (350)	4
10	Медь	мг/дм3	1,0	3
11	Марганец	мг/дм3	0,1	3
12	Железо	мг/дм3	0,3	3
13	Хлорфенолы	мг/дм3	0,0003	4

Кроме перечисленных показателей в СанПиНе 1996 г “Вода питна” имеются требования к питьевой воде по радиационной безопасности и показатели физиологической полноценности минерального состава питьевой воды.

Показатели радиационной безопасности питьевой воды

№	Наименования показателей	Ед.изм	Норматив, не более
1	Общая объемная активность альфа-излучателей	Бк/дм3	0,1
2	Общая объемная активность альфа-излучателей	Бк/дм3	1,0

Показатели физиологической полноценности минерального состава питьевой воды.

№	Наименования показателей	Ед.изм	Рекомендован-ные значения
1	Минерализация общая	мг/дм3	не менее 100,0 не более 1000,0
2	Жесткость общая	мгэкв/дм3	не менее 1,5 не более 7,0
3	Щелочность общая	мгэкв/дм3	не менее 0,5 не более 6,5
4	Магний	мг/дм3	не менее 10,0 не более 80,0
5	Фтор	мг/дм3	не менее 0,7 не более 1,5

Сравнительная таблица стандартов качества питьевой воды разных стран по некоторым компонентам, мг/л

Вещество	Стандарты питьевой воды
	Стандарт 2874-82	Международные ВООЗ	Европейские	США
Бериллий	0,0002	-	-	-
Свинец	0,1	0,05	0,1	0,05
Молибден	0,5	-	-	-
Арсен	0,05	0,05	0,2	0,05
Селен	0,001	0,01	0,05	0,01
Цианиды	-	0,2	0,01	0,2
Фтор	0,7 - 1,5	1,0 - 1,5	1,5	0,7 - 1,7
Нитраты	45,0	45,0	50,0	45,0
Медь	1,0	1,5	3,0	1,0
Цинк	5,0	15,0	5,0	5,0
Железо	0,3	1,0	0,1	0,3
Хлориды	350,0	600,0	350,0	250,0
Сульфаты	500,0	400,0	250,0	250,0
Минерализация	1000,0	1500,0	-	500,0

Требования к питьевой воде из местных источников водоснабжения предусмотрены "Санитарными правилами устройство и удержание колодцев и каптажей источников, используемых для децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения" (М.,1975), в соответствии с которыми вода колодцев и каптажей, используемая для питья, должна быть:

• прозрачной (прозрачной воду считают, если через ее слой в 30 см четко читается шрифт Снелена,

• мутность воды 1,5 мг/л отвечает прозрачности 30 см.

• бесцветной (не большее 30° цветности, без вкуса и запаха (при 20°С не более 2-3 баллов),

• содержимое нитратов не должен превышать 10 мг/л,

• содержимое кишечных палочек в 1 л не должен превышать 10 (колли-титр не меньшее 100).

Вода для снабжения промышленности. Вода в промышленности используется в самых различных целях: охлаждение, промывка, увлажнение, гидротранспорт, парообразование, рабочая среда, изготовление продукции и пр. При решении задачи водоснабжения промышленного предприятия решаются такие вопросы:

• требования к количеству и качеству забираемой природной воды;

• выбор источника водоснабжения;

• выбор системы водоснабжения;

• оценка количества и качества отработанной или сточной воды;

— технология и степень очистки сточных вод;

—целесообразность и технология извлечения и утилизации ценных веществ, содержащихся в сточной воде.

По количеству используемой воды первое место занимает процесс охлаждения печей и аппаратуры. Много воды расходуется на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности, на шерстеобрабатывающих и текстильных фабриках. Гидротранспорт широко практикуется на ТЭС для шлако- и золоудаления, на обогатительных фабриках для перемещения породы и т. д.

Для промышленности характерно равномерное потребление воды в течение года.

Удельное водопотребление, т.е. водопотребление на единицу выпускаемой промышленной продукции, зависит от многих причин:

• вида и технологии производства,

• схемы водоснабжения,

• технического состояния системы и др.

Примерные значения удельного водопотребления свежей воды для некоторых видов наиболее водоемких производств при оборотной и последовательной системах водоснабжения даны в таблице.

Удельное водопотребление и водоотведение на единицу продукции (м³)

Вид продукции	Единица измерения	Забор свежей воды из источника	Безвозвратное водопотребление	Сброс сточных вод
Добывающая промышленность
Добыча железной руды	1 т	0,3	0,15	0,15
Добыча угля в шахтах	1 т	0,5	0,2	0,3
Добыча нефти	1 т	3,6	3,2	0,4
Добыча газа	1000 м3	15	12	3
Теплоэнергетика
Эл.-энергия на ТЭС	1 МВт*ч	6,0	1,4	4,6
Эл.-энергия на АЭС	1 МВт*ч	9,2	3,0	6,2
Нефтеперерабатывающая промышленность
Продукция НПЗ топливного профиля	1 т нефти	0,6	0,4	0,2
Строительная промышленность
Сборный железобетон	1 м3	2,0	1,1	0,9
Кирпич силикатный	1000 шт	1,6	0,6	1,0
Пищевая промышленность
Мясо	1 т	27	3,0	24,0
Колбасы	1 т	15,5	2,9	12,6
Молочные продукты	1 т	6	1	5
Консервы рыбные	1 т банок	31,6	0,4	31,2

Требования к качеству воды со стороны промышленных производств очень разнятся.

Минимальные требования предъявляются, когда вода используется для гидротранспорта и охлаждения.

Наиболее жесткие требования в пищевой промышленности и когда вода, будучи технологическим сырьем, входит в состав изготовляемой продукции.

В целом промышленное производство более всего чувствительно к минерализации, мутности и жесткости воды. С ними связано отложение солей на стенках труб и котлов, засорение аппаратуры, коррозия стали, бетона и других материалов.

Техническая вода для паросиловых установок должна иметь как можно меньшую жесткость. Присутствие в воде солей кальция и магния служит причиной образования накипи на стенках котлов и радиаторов. Суть явления заключается в том, что при нагревании воды до кипения улетучивается углекислый газ СО₂, нарушается карбонатное равновесие, и карбонаты кальция и магния выпадают в осадок. Поскольку накипь обладает низкой теплопроводностью, то возрастает расход топлива, под слоем накипи перегревается металл, возникают вздутия и трещины, возможны аварии. Так, накипь на стенках котлов всего в 1 мм увеличивает расход топлива на 1,5—2 %.

Общая жесткость воды подразделяется на устранимую, или временную (т.е. удаляемую при кипячении) и постоянную, или неустранимую (остается после кипячения). В зависимости от конструкции котлов и от давления пара допустима общая жесткость от 2 до 7 ммоль/дм³. При необходимости производится предварительное умягчение воды путем, например, добавления содово-известкового раствора.

Во избежание засорения теплообменных аппаратов мутность воды не должна превышать 50—100 мг/дм³.

Перенасыщенность воды кислородом и углекислым газом, малое значение рН, а главное, значительная концентрация хлоридов и сульфатов способствуют коррозии металла. Например, между концентрацией хлора (С1^-) и интенсивностью процесса коррозии малоуглеродистой стали (U) при температуре воды 40°С существует зависимость:

U г/(м2*ч)	50	150	500	2500
С1-, г/дм3	0,7	0,9	1,0	1,3

Аналогичное соотношение между концентрацией сульфатов (SO₄^2-) и интенсивностью коррозии (U):

U г/(м2*ч)	50	150	500	2500
SO42-, г/дм3	0,9	1,4	1,7	1,8

Помимо общих требований многие виды производства предъявляют специфические требования к качеству технической воды:

• целлюлозно-бумажная, промышленность очень чувствительна к мутности,

• сахарная — к минерализации, поскольку повышенная концентрация солей затрудняет варку и кристаллизацию сахара

• текстильная — к жесткости, наличию железа и марганца,

• пивоваренная — к наличию гипса, т.к. СаSО₄ мешает брожению солода,

• пищевая – использует воду питьевого качества,

• молочная, консервная, производство алкогольных напитков – используют воду, не содержащую и хлористого кальция

Все эти требования регламентируются ведомственными нормативами и изложены в справочниках. Там же дается состав производственных сточных вод.

Вода, которая используется в сельском хозяйстве. Понятие сельскохозяйственное водоснабжение включаетв себя удовлетворение потребности в воде населенных пунктов, животноводческих комплексов и ферм, а также полевое и пастбищное водоснабжение. Орошение полей не входит в рассматриваемое понятие.

Для сельских населенных пунктов при централизованном водоснабжении принимаются те же нормы на душу населения, что и для городов, но коэффициенты суточной и часовой неравномерности значительно больше (К_сут =1,7 и К_ч = 3,5). Должно быть дополнительно учтено расходование воды в коммунальных учреждениях и общественных зданиях (бани, столовые, прачечные, клубы, больницы, школы и пр.), а также в гаражах, ремонтных мастерских, предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции, на пожаротушение. Больше всего воды тратится в банях и прачечных (в банях на одного моющегося 150—170 л, в прачечных на 1 кг сухого белья — 40—50 л). В случае отсутствия водопровода минимальная суточная норма 10—20 л/сут на 1 чел. Обычно сельскохозяйственное водоснабжение ориентируется на расчетную обеспеченность 75—80%.

Много воды в сельском хозяйстве используется на животноводческих комплексах и фермах. Вода в животноводстве расходуется в различных целях (поение скота, приготовление кормов, нужды обслуживающего персонала и пр.). Особое значение имеет способ уборки навоза — механический или гидравлический. Нормы водопотребления в животноводстве приведены в табл.

Нормы потребления воды в животноводстве, л/сут на 1 голову

Вид животных	На животноводческих комплексах и фермах	На пастбищах
Крупный рогатый скот	80—100	40—50
Лошади	60—80	40—60
Свиньи	25—60	20—50
Овцы и козы	8—10	4—5
Кролики	2,0—3,0	—
Гуси и утки на откорме	1,8—2,0	—
Куры	0,5—1,0	—

При расчетах водоснабжения может осуществляться детализация, например, взрослые свиньи и поросята, коровы мясные и молочные и т. д. Молодняк потребляет в 2—3 раза меньше воды. Большие цифры относятся к засушливым районам, меньшие цифры — к районам избыточного увлажнения. Коэффициент часовой неравномерности для животноводческих комплексов Ксут = 2,5. Примерно половина воды тратится на гидросмыв навоза из помещений.

Требования к качеству воды для сельских населенных пунктов с централизованным водоснабжением те же, что и для городов. При децентрализованном водоснабжении требования несколько ослабевают:

• запахи и привкусы до 3 баллов,

• цветность до 30°,

• жесткость до 10 ммоль/дм³.

Вода для животных в основном должна отвечать требованиям к питьевой воде, хотя по таким показателям, как цветность, прозрачность и запах требования могут быть несколько сниженными. Температура воды должна находиться в пределах 8 - 15°С, допустимая степень минерализации воды в целом определяется ее вкусовыми качествами.

Вода для орошения должна содержать незначительное количество минеральных солей, поскольку иначе возникает опасность засолки грунта в результате испарения воды и аккумуляции солей, которые в ней содержатся. В то же время допустимые величины минерализации могут изменяться в широких пределах в зависимости от условий полива, дренажа, метео- и агротехнических факторов. Вода с минерализацией до 1 г/л является пригодной для орошения во всех случаях. При плохих условиях дренажа и слабо фильтрующих грунтах предельно допустимое содержание солей не должно превышать 1,5 г/л.

Нормы водоснабжения

Водопроводная система является сложной вероятностной системой с практически не предусмотренными режимами работы. Кроме того, водопроводные системы динамически развиваются во времени. Увеличение количества потребителей, роста степени благоустройства зданий, увеличении площадей для полива – все это делает задачу проектирования системы водоснабжения и ее элементов, а также планирования хозяйственной деятельности водопроводных предприятий крайне сложной.

С учетом коэффициентов суточной и часовой неравномерности водопотребления (К_сут и К_ч) общий расход воды (Q, м³/с), на который рассчитывается система хозяйственно-питьевого водоснабжения

где N— число жителей,

q — норма, воды (л/сут на 1 чел.) на душу населения.

Коэффициент К_ч = α_чβ_ч ,причем параметр α_ч учитывает такие местные условия, как режим работы предприятий, благоустроенность зданий и пр. (обычно α_ч = 1,2 - 1,4), а параметр β_ч принимается в зависимости, от численности населения:

Численность, тыс. чел.	≤ 1,0	2,5	6,0	10	20	50	100	≥ 300
βч	2,0	1,6	1,4	1,3	1,2	1,15	1,1	1,0

Расчетный почасовой расход q_чмакс, м3/ч, определяется с учетом часовой неравномерности водопотребления. Неравномерность вызвана тем, что на протяжении суток население потребляет воду непостоянно, в соответствии с укладом жизни, графиком работы предприятий, дневным и ночным водопотреблением:

q_{ч макс} = k_чмакс Q_{сут макс}/ 24,

где k_{ч макс}– коэффициент часовой неравномерности.

Коэффициент часовой неравномерности зависит от степени благоустройства зданий и числа жителей

k_{ч макс} = б_максв_макс,

где б_макс– коэффициент, который зависит от степени благоустройства зданий (1,2 – 1,4);

в_макс– коэффициент, который зависит от числа жителей (табл.)

Значение коэффициента в_макс

Коэффициент	Число жителей, тыс. чел..
	До 0,1	0,2	0,5	1	2,5	10	100
вмакс	4,5	3,5	2,5	2	1,6	1,3	1,1
вмин	0,01	0,02	0,05	0,1	0,1	0,4	0,7

Суточный режим водопотребления в зависимости от коэффициента неравномерности различен.

Нормы хозяйственно-питьевого водоснабжения и коэффициенты суточной неравномерности

	Степень благоустройства населенного пункта		Норма водопотребления, л/сут на 1 чел		Коэффициент суточной неравномерности Ксут
Здания без водопровода и канализации		30—50		1,20—1,33
Здания с водопроводом и канализацией, без ванн		125—150		1,12—1,15
Здания с водопроводом, канализацией и ваннами с газовыми колонками		180—230		1,09—1,11
Здания с водопроводом, канализацией, ваннами и горячим централизованным водоснабжением		275—400		1,05—1,09

Примечание. Наибольшее значение относится к южным районам, наименьшее— к северным.

Опыт эксплуатации позволяет разработать вероятный график водопотребления. Эти графики необходимы для определения расчетного секундного расхода, режимов работы предприятий и полива территории города.

Потребление воды на потребности промышленных предприятий зависит от технологии производства и определяется заданием технологов или нормативными документами.

Графики водоснабжения.

При расчете параметров водопроводной системы в первую очередь определяют расходы на строительство и эксплуатацию системы - это расчетный расход.

Поэтому крайне важно планировать режим работы предприятий и полив таким образом, чтобы не увеличивать пиковые нагрузки водопотребления. Эта задача решается путем построения графиков водопотребления.

Как правило, часы максимального водопотребления приходятся на утренние и вечерние периоды. Если на то же время планировать поливочный расход, то пиковые нагрузки увеличатся, и в этом случае такие сооружения, как сети, резервуары, водонапорные башни, насосные станции и водоводы, необходимо строить с учетом пропуска большого расхода.

В крупных городах неравномерность водопотребления меньше за счет того, что на разных предприятиях начало работы и режимы водопотребления разные. Для городов с небольшим числом предприятий неравномерность водопотребления высока и определение режимов водопотребления представляет большую практическую задачу.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Классификация примесей по фазоводисперсному состоянию

Наиболее общими и характерными признаками загрязняющих веществ (по Л.А.Кульскому) являются формы нахождения их в воде. Поэтому в основу принципа классификации примесей и технологических приемов водоочистки им предложено понятие об их физико-химическом состоянии в воде. Это состояние в значительной мере характеризуется дисперсностью веществ и определяет закономерности процессов в водной среде.

Все загрязняющие вещества (примеси) природных и сточных вод объединены в четыре группы с общим для каждой группы набором методов водоочистки, который предопределяется формой нахождения примесей в воде.

Классификация примесей воды по их фазоводисперсному состоянием и методы водоочистки, которые используются для их удаления

А - гомогенная (однородная), Б - гетерогенная (неоднородная) системы

Группа	Формы нахождения примесей	Методы водоочистки
1-А 10-2-10-4 см	Взвешенные вещества (суспензии и эмульсии, которые определяют мутность воды, а также микроорганизмы и планктон)	Механическое безреагентное разделение; окисление хлором, озоном; адгезия на гидроксидах алюминия или железа, а также на зернистых и высокозернистых материалах; флотация суспензий и эмульсий; агрегация флокулянтами; бактерицидное влияние на микробы и споры; электрофильтрация микроорганизмов
2-А 10-5-10-6 см	Коллоидные растворы и высокомолекулярные соединения, которые определяют окисляемость и цветность воды, а также вирусы	Диализ, ультрафильтрация; окисление хлором, озоном; адсорбция на гидроксидах алюминия и железа, а также на высокодисперсных глинистых минералах; коагуляция коллоидных систем; агрегация флокулянтами; вирулицидное воздействие; электрофорез и электродиализ

3-Б 10-6-10-7 см	Молекулярные растворы (газы, растворенные в воде органические вещества, которые определяют запахи и привкусы)	Аэрация, десорбция газов и летучих органических соединений при аэрировании; окисление хлором, оксидом хлора, озоном, перманганатом; адсорбция на активированном угле и других материалах; экстракция органическими растворителями; биохимическое разложение
4-Б 10-7 см	Ионные растворы (соли, кислоты, основания, которые определяют минерализацию воды, кислотность или щелочность)	Гиперфильтрация; перевод ионов в малодиссоциированные соединения; фиксация ионов на твердой фазе ионитов; перевод ионов в малорастворимые соединения; микробное выделение ионов металлов; использование мобильности ионов в электрическом поле

К первой группе примесей воды принадлежат взвешенные в воде вещества. Сюда следует отнести также бактериальные взвешенные вещества и другие биологические образования. Удаление этих примесей, то есть осветление воды, может быть достигнуто путем использования безреагентных методов.

Вторая группа примесей воды – различные типы гидрофильных и гидрофобных систем, высокомолекулярные вещества и детергенты - может изыматься из воды с помощью различных методов и технологических приемов. Используется обработка воды хлором, озоном и другими окислителями. При этом снижается цветность воды, уничтожаются микроорганизмы, разрушаются гидрофильные коллоиды, что создает благоприятные условия для следующей коагуляции, ускоряется процесс образования хлопьев и осадка.

Для третьей группы примесей, которые являются молекулярными растворами, наиболее эффективными являются аэрация, окисление, адсорбция.

Для четвертой группы примесей (электролитов), технология очистки воды сводится к связыванию ионов в малорастворимые и малодиссоциированные соединения с помощью реагентов.

Химические, физические и физико-химические процессы, использующиеся для очистки и подготовки воды, можно разделить на две группы:

1 - процессы, связанные с коррекцией ее физических и химических свойств;

2 - процессы, которые обеспечивают обеззараживание воды, то есть освобождение от вредных бактерий и микроорганизмов.

Основные технологические процессы очистки воды

Необходимость обработки воды возникает тогда, когда качество воды природных источников не удовлетворяет необходимые требования. Такое несоответствие может быть временным (сезонным) или постоянным. Характер и степень несоответствия качества воды источника требованиям пользователя предопределяет выбор методов обработки воды. Если при этом могут быть использованы различные методы очистки, то выбор их проводится на основе технико-экономических расчетов.

Различают понятия: более широкое - водоочистка и уже - водоподготовка.

Водоочистка - это комплекс технологических процессов, направленных на доведение качества воды, поступающей в водопровод из источника водоснабжения, до установленных показателей.

Водоподготовка - это обработка воды, поступающей из природного источника снабжения для питания паровых котлов и других технологических целей. Водоподготовка проводится на ТЕС, на транспорте, в коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.